50 ani de tehnologie LED

Categories It&CPosted on

LED-ul modern a fost creat acum 50 de ani in luna Octombrie. Jeanine Chrobak-Kando, Business Development Manager de la Verbatim, ne descrie cat de mult s-a dezvoltat tehnologia de iluminat intr-un timp atat de scurt.

Diodele de emitere lumina (LED-uri) au devenit dispozitive comune prezente in multe aplicatii. In 2011, aplicatiile generale de iluminat au inregistrat cea mai mare cota (35%) din piata LED, urmate de dispozitivele mobile (30%) si apoi de aplicatiile de semnalizare (18%). Pana in 2020, se estimeaza ca pretul unui bec LED va scadea la jumatate din pretul actual, conform MarketWatch. Punctul de inflexiune va fi atins atunci cand LED-urile vor fi disponibile la un pret ce le va plasa in top. Deci, cum a inceput ?

Acum 50 de ani, a fost creat primul LED functional. Desi fenomenul de electroluminescenta a fost pentru prima data descoperit in 1907 de catre cercetatorul Henry Round. abia in Octombrie 1962 fizicianul Nick Holonyak a devenit‘fondatorul LED’. A depus un document despre crearea unui LED cu spectru rosu vizibil bazat pe fosfura galiu-arseniu (GaAsP)- la Institutul American de fizica, in timp ce lucra la General Electric.

Inventia lui Holonyak a dat nastere introducerii comerciale de display-uri LED la inceputul lui 1964. Aceste dispozitive lucrate manual erau scumpe, iar in primul deceniu, erau disponibile numai LED-uri rosii. Datorita dimensiunilor mici, LED-urile rosii aveau o intensitate si durata de viata suficiente pentru a fi utilizate ca indicatori in calculatoarele de buzunar si afisaje de ceas digital, in perioada anilor ’70.

Holonyak, un student al castigatorului de premiu Nobel, John Bardeen care a creat tranzistorul, a inventat de asemenea laserul cuantic (devenind baza pentru fibra optica si CD player) si primul reglator de lumina pentru iluminatul casnic.

Amploare globala

De atunci, cresterea aplicatiilor LED a fost sporita de inovatia stiintelor materiale, optice si dezvoltarea tehnologiilor semiconductoare, oferind redare mai puternica de lumina, eficienta sporita si o gama variata de culori. Utilizarea compusilor semiconductori precum galiu aluminiu arseniu fosfura (GaAlAsP), indiu galiu nitrura (InGaN), aluminiu galiu fosfura (AlGaP) si aluminiu galiu fosfura (AlGaP) in combinatie cu straturile de fosfor, a permis dezvoltarea LED-urilor ce dezvolta spectru larg.

In decursul ultimilor 50 de ani, tehnologia a avansat de la LED-uri rosii, la LED-uri portocalii, galbene si verzi in 1980, pana la LED-urile de inalta intensitate bazate pe nitrura de galiu albastru (Gan) un deceniu mai tarziu. In 1991, profesorul japonez Shuji Nakamura a facut inca o descoperire LED odata cu crearea de lumina alba. A prezentat primul LED de inalta intensitate ce utiliza un emitator de galiu ce producea lumina albastra, convertita partial spre galben prin utilizarea unui invelis de fosfor.

Desigur, acum este disponibil nu numai spectrul larg de culori LED, ci si intensitatea semnificativa de lumina si eficienta energetica. Este interesant cum ritmul de dezvoltare al LED-urilor are o legatura stransa cu Legea lui Moore in universul semiconductor, numita Legea lui Haitz. Propusa prima oara in anul 2000 de catre Dr Rolan Haitz, legea stabileste ca pentru fiecare deceniu, costul de a produce LED-uri per lumen (unitate de lumina utilizata emisa) va scadea cu 10 factori in timp ce lumina emisa per LED va creste cu 20 factori. Haitz a prezis ca eficienta iluminatului bazat pe LED ar putea atinge 200lm/W in 2020 daca o investitie suficienta de cercetare si dezvoltare va fi directionata de catre guvern si industrie catre tehnologiile LED.

Utilizarea LED-urilor pentru iluminarea ecranelor LCD s-a extins pana la aplicatiile mobile precum telefoanele mobile, aparate foto digitale, playere MP3 si televizoare, cu avantaje majore fata de iluminatul cu catod fluorescent rece (CCFL), precum costul redus, alimentarea eficienta, unghi de vizualizare larg, contrast mare si o gama vasta de culori, pe langa capacitatea de a fi extrem de flexibile.

Un aspect LED important de mentionat este tehnologia organica LED sau OLED-uri, fiind compuse dintr-un strat de material electrolumniscient plasat intre doua straturi organice. Tehnologia OLED promite sa ofere o noua dimensiunie solutiilor de iluminat. Mitsubishi Chemical Corporation, compania fondatoare Verbatim, a facut progrese semnificative in procresele implicate pentru fabricarea panourilor OLED cu reglaj de culoare, bazandu-se pe expertiza si cunostiintele cumulate in industria de iluminat.

Verbatim a prezentat recent primul modul OLED reglabil ce ofera o stralucire de pana la 2,000 cd/m². Seriile noi de module VELVE OLED ale companiei ofera o stralucire de doua ori mai puternica fata de dispozitivele anterioare.

Arhitectii si designerii de interior pot utiliza tehnologia OLED pentru a crea iluminat ambiental fara a genera puncte fierbinti, sclipiri sau intensitate incomoda. Modulele VELVE OLED de la Verbatim pot fi utilizate pentru a crea suprafete cu iluminare dinamica. Modulele OLED sunt in mod special potrivite pentru iluminarea scenica si aplicatiile din cluburi si baruri, ce ofera o redare armonioasa a luminii, calibrare integrata si o distributie egala a luminii de la panou la panou.

Eficienta LED

LED-urile stabilesc standardul pentru iluminarea publica precum semnalele luminoase rutiere, semnale de avertizare si indicatoare.

In industria auto se fac mari eforturi pentru inlocuirea lampilor incandescente cu lampi LED. Datorita eficientei energetice, lampile LED sunt potrivite in mod special pentru automobilele hibride sau electrice. Se spune ca utilizarea farurilor LED va extinde autonomia automobilelor electrice cu aproximativ sase mile.

Acvariile, crescatoriile de pasari si horticultura sunt de asemenea zone ideale pentru crestere substantiala. Spre exemplu plantele sunt foarte sensibile la anumite intensitati de lumina, ce poate aduce modificari la absortia sporita de clorofila si fotosinteza atunci cand sunt expuse la lumina rosie si albastra. Cel mai important, se asteapta ca LED-urile sa devina in urmatorii ani principalele dispozitive de iluminare eficienta-energetica, astfel vor prelua piata detinuta de tehnologiile de iluminat cu incandescenta, halogen si compact fluorescente. Punctul de inflexiune va aparea atunci cand LED-urile vor fi disponibile la un pret care le va plasa in top.

Conform Electronics.ca Research Network, piata LED-urilor pentru iluminare generala ar putea ajunge la $19.5 miliarde (E15.5 miliarde) iin 2012 si $31.4 miliarde (E25 miliarde) in 2017. In timp ce monitorul LCD si aplicatiile LED de iluminare TV detin aceasta crestere la momentul actual, urmate de dispozitivele mobile, analistii preconizeaza ca iluminatul cu LED-uri sa castige piata pana in 2014. Iar pana in 2012, se asteapta ca iluminatul LED sa castige mai mult de 50% din piata de constructii comerciale.

Optati pentru LED

In septembrie 2012, a fost interzis exportul si fabricarea becurilor cu incandescenta in toata Uniunea Europeana. Miscarea a fost introdusa datorita nivelului slab de eficienta energetica de care dau dovada becurile cu incandescenta – de obicei utilizeaza mai putin de 10% din energia transmisa catre bec pentru a crea lumina vizibila. Asta inseamna ca profesionistii si consumatorii vor trebuie sa opteze pentru alternative economice, precum diode de emitere lumina (LED-uri) si lampi compacte fluorescente (CFL). Spre deosebire de CFL-uri, lampile LED au o durata de viata de 5 ori mai mare, se aprind instantaneu si nu contin materiale periculoase cum ar fi mercurul. Lampile LED ofera o rezistenta sporita la socuri si vibratii.

Anticipat acestei miscari, Verbatim a introdus o gama completa de lampi LED retro-fit eficiente pentru utilizare casnica, pentru a face fata cererii de iluminat sigur, performante excelente si de inalta calitate.

LED-urile in viitor

Ce rezerva viitorul pentru dispozitivele LED ce vor deveni din ce in ce mai eficiente si disponibile cu intensitate ridicata? Este clar ca LED-urile vor deveni inteligente. O fraza pe care o vom auzi destul de des in urmatorii ani este ‘Internet of Things’, urmand ca toate dispozitivele electronice sa dispuna de adresa IP, chiar si lampile LED. Acest lucru inseamna ca vom putea programa iluminatul din locuinte sau de la birou de pe smartphone.

Indiferent ce ne rezerva viitorul, acesta este unul stralucit pentru LED-uri.